4 作物的生理生态与设施环境及其调控技术

第二单元：总论---设施园艺的 基本理论与技术

第四章 作物的生理生态、设 施环境及其调控技术

主要内容一、作物生理生态 概述 光合与呼吸生理 蒸腾作用 生长发育生理 群体生理生态

二、设施调控技术 光环境性及其调控 二氧化碳环境及其调控 温度环境及其调控 湿度环境及其调控 土壤环境及其调控

根际环境及其调控 综合调控

一、作物生理生态(一)概 述

1. 设施内环境特点 遮风挡雨，可以调节土壤水分 调节气温或地温 调节光照环境 创造特定的通气环境 提高二氧化碳浓度 提高设施内湿度

(二)光合与呼吸生理几个重要概念 光合作用：绿叶利用光能将CO2和 H2O转变成碳水化合物并释放出氧气的 过程。 CO2 + H20——→ (CH2O) + O2叶绿素 光照

呼吸作用：植物吸收O2将体内的碳 水化合物分解成二氧化碳和水，同时释 放能量的过程.(有氧呼吸) C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O +能量无氧呼吸

C6H12O6→ 2C2H5OH + 2CO2 + 能量

C6H12O6 → 2CH3CHOHCOOH + 能量

光强

定义：在单位时间内照射到单位面积上的光能量或光量子摩尔数

单位：w/m2,或mol/m2/s

光补偿点：光合速率与呼吸速率相同时的光强 光饱和点：CO2交换速率变化稳定时的光强 二氧化碳补偿点：在一定条件下，作物对CO2的 同化吸收量与呼吸释放量相等，表观

光合速率为0,此时的CO2浓度即为二氧化碳补偿点

二氧化碳饱和点：在一定条件下， CO2浓度升高，光合作用增强，当CO2浓度升高 到一定程度，光合速率不再增加时的 CO2浓度即为二氧化碳饱和点

(三)生长发育生理1、概念 生长：细胞数量增加、体积增大(量变) 发育：细胞功能分化(质变) 生长发育过程： 一年生植物 二年生植物 多年生植物

2、生长生理 生长规律：“S”形曲线 运输：碳水化合物的转移(水分、温度影响) 生长(营养与生殖):鲜重 高度 直径 色泽

3、发育生理 光周期型(光周期现象) 低温春化长日类型 春化作用：指一段时间的低温对植物由营 养生长转为生殖生长的诱导作用。 种子春化 如白菜、萝卜、菠菜 绿体春化 如甘蓝、洋葱、大蒜、芹菜等 脱春化(25-400C) 营养型 开花结果不受光照长短影响 不受低温诱导

4、影响生长发育的环境条件 温度： 光照 二氧化碳 土壤 微生物 湿度

温度：植物对温度的要求：“三基点”(光合作用受温度的影响)

┌ 最高温度：40-50℃ 三基点 │ 最适温度：25-35℃ └ 最低温度：5-7℃

菠菜、大葱、大蒜：0-5/15-25℃ 黄瓜、辣椒、番茄：10-15/25-30 温度影响酶活性

℃

生

长温周期现象：在自然条件下，一般表现 日温较高和夜温较低的周期性变化，同无温差 条件下相比，植物生长更为迅速

光照：可见光：400-760nm,占52% 不可见光：<400nm,占5% 或>760nm,占43% 植物需光3种类型： 强光照、中光照、弱光照植物； 阳性、中性、阴性植物

二氧化碳：植物光合作用的原料； 提高光能利用和作物产量； 现象： 光合适应(photosynthetic acclimation)或 光合下调(down regulation of photosynthesis) 在同样的浓度下测定比较时，长期在高二 氧化碳浓度下生长的植物光合速率往往低 于普通二氧化碳浓度下生长的植物

5、设施作物生长发育的调节 生长发育特性： 营养生长型 营养、生殖生长同时型 先营养后生殖型

生长发育调控： 栽培管理措施 生长调节剂 促发芽生根：GA3/IBA/NAA

增产：PP333(多效唑) 控制性别分化：乙烯 提高坐果率 催熟：乙烯利 控制抽薹开花：GA(赤霉素)

(四)群体生理生态1、群体构成定义：由多数既独立又相关、相互影响的 个体组成的群体 结构层次： 光合层 支持层 吸收层

结构类型：

支水平和丛生 垂直叶群 混合叶群 蔓性

2、群体构成与光能利用率(光能利用率是指作物光合作用积累的有机物中所含能量 占照射在同一地面上太阳辐射能的百分率 ；光合作用效 率是指作物通过光合作用制造的有机物中所含有的能量， 与光合作用中吸收的光能的比值)

关系：群体结构影响光能利用率 提高光能利用率的途径： 合理密植 调整群体结构株型 延长光合作用时间 改善栽培环境条件 提高CO2浓度

二、设施环境及其调控技术(一)设施环境特性及调控 (二)环境的综合调控

(一)设施环境特性及调控1 光环境

2 温度环境

3 湿度环境4 二氧化碳气体 5 土壤环境